宽带射频接收技术研究

论文摘要

高线性度宽带射频前端具有优越的性能,在电子对抗,软件无线电等领域发挥着重要的作用。可以利用模拟射频前端具有大动态范围的优点,用通用的硬件模块将2-2000MHz这一宽带信号下变频至70MHz信号。超外差结构固有的缺点是组合频率分量较多,因此课题的难点在于要满足宽频带信号接收时的高谐杂波抑制度。同时,大动态范围,宽带本振和射频信号的电磁兼容性也是需要重点考虑的方面。完成的主要工作有:1、详细论述了宽带接收前端的设计方法,并结合课题的要求,进行了总体方案设计。通过Matlab编程计算和ADS仿真设计进行了合理的频谱规划,整个工作频段划分为2-30MHz,30-400MHz,400-2000MHz三段,对每段信号选择合适的高中频,将变频时产生的大量幅度较强的组合干扰搬移到第一中频有用信号的带外,从而提高选择性。由于第一中频进入窄带工作模式,后续多次变频的组合干扰会大大减小;2、根据接收前端的要求,研制了用于第一高中频的C波段腔体滤波器,其带宽200MHz,回波损耗大于18dB,插损约1dB,偏离中心频率200MHz抑制60dB,群时延波动小于20nS,并在系统中进行了联合测试;3、对低噪放,限幅器,微波开关等宽带器件进行了仿真设计,同时对中频AGC电路,电调滤波器进行了设计和测试,对加工误差和二极管寄生参数的影响提出了相应的解决办法;根据仿真结果选择合适的器件,在考虑实际电路电磁兼容性的基础上,加工400-2000MHz信号射频前端实物,最终测试表明接收前端达到的指标有:谐杂波抑制70dBc,中频抑制度85dBc,镜频抑制度85dBc,噪声系数3.3dB,90dB的动态范围。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 课题提出的意义和研究背景
• 1.2 国内外研究动态及趋势
• 1.3 本人的主要工作
• 第二章 无线射频接收机的结构理论
• 2.1 接收机射频前端技术的发展和分类
• 2.2 射频接收机的主要性能指标
• 2.3 接收系统各部分的特点和要求
• 第三章 宽带射频接收前端的方案设计和仿真
• 3.1 宽带射频接收前端的设计方法
• 3.1.1 混频产生组合干扰的抑制
• 3.1.2 同时进入信道多个信号的抑制
• 3.1.3 本振泄露信号的抑制
• 3.1.4 对器件的要求
• 3.1.5 综合考虑的方面
• 3.2 接收信道的性能指标
• 3.3 二次变频结构的频谱规划
• 3.4 接收前端高线性度的实现
• 3.5 射频输入2-30MHZ 接收前端的仿真设计
• 3.6 射频输入30-400MHZ 接收前端的仿真设计
• 3.7 射频输入400-2000MHZ 接收前端的仿真设计.
• 3.8 射频前端AGC 的仿真设计
• 第四章 接收前端中各器件的研究
• 4.1 低噪声放大器的设计
• 4.1.1 低噪声放大器的指标要求
• 4.1.2 宽带放大器的设计方法
• 4.1.3 运用ADS 的仿真设计
• 4.2 单刀双掷开关的设计
• 4.2.1 窄带单刀双掷开关的结构
• 4.2.2 宽带单刀双掷开关的结构
• 4.2.3 宽频带开关的设计
• 4.3 高中频滤波器的设计和实验
• 4.3.1 梳状线腔体带通滤波器的特点
• 4.3.2 带通滤波器的仿真设计
• 4.3.3 带通滤波器的实验研究
• 4.4 中频AGC 电路的设计
• 4.4.1 中频AGC 的指标
• 4.4.2 芯片AD8367 简介
• 4.4.3 实验研究
• 4.5 电调谐预选滤波器的研究
• 4.5.1 电调谐预选滤波器的特点
• 4.5.2 电调谐预选滤波器的设计方法
• 4.5.3 电参数的计算
• 4.5.4 物理尺寸的确定
• 4.5.5 仿真设计与加工测试
• 4.5.6 基于悬置微带结构的设计与测试
• 4.5.7 寄生效应的补偿
• 4.5.8 误差分析与改进措施
• 4.6 限幅器的设计
• 4.7 中频 70MHz 带通滤波器的设计
• 第五章 宽带射频前端的实验研究
• 5.1 器件的选取
• 5.2 腔体和电路板的设计
• 5.2.1 电磁兼容
• 5.2.2 实物的加工设计
• 5.3 测量结果与分析
• 5.3.1 噪声系数的测量
• 5.3.2 中频抑制度的测量
• 5.3.3 镜频抑制度的测量
• 5.3.4 动态范围的测量
• 5.3.5 谐杂波抑制度的测量
• 5.3.6 射频谐波的测试
• 第六章 总结与展望
• 6.1 课题总结
• 6.2 改进措施
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果